VI. Những đĩng gĩp của đề tài
2.5. Thiết kế bài dạy cĩ sử dụng phƣơng pháp dạy học
GQVĐ. [3], [9] Giáo án 1: BÀI 7: NITƠ I.MỤC TIÊU 1. Kiến thức:
- Biết đƣợc vị trí của nitơ trong bảng tuần hồn, cấu hình electron và cấu tạo phân tử nitơ.
- Hs hiểu: tính chất hĩa học của nitơ, ứng dụng của nitơ và điều chế nitơ. 2. Kỹ năng:
- Viết cấu hình eletron, cơng thức cấu tạo phân tử.
- Dự đốn tính chất hĩa học của nitơ, chọn phản ứng hĩa học để minh họa. - Đọc, tĩm tắt thơng tin về tính chất vật lí, ứng dụng và điều chế nitơ. 3. Thái độ:
- Hs tự giác, tích cực nghiên cứu tính chất của các chất.
- Biết làm việc hợp tác với các hs khác để xây dựng kiến thức mới về nitơ.
II. CHUẨN BỊ
- GV: Bảng hệ thống tuần hồn các nguyên tố hĩa học. Điều chế sẵn khí nitơ cho vào các ống nghiệm đậy kín nút. Bảng hệ thống tuần hồn các nguyên tố hĩa học. Tranh vẽ hình 2.1
- HS: xem lại cấu tạo phân tử nitơ.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định tình hình lớp: Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: Kết hợp trong bài giảng.
3. Giảng bài mới: Giới thiệu bài: GV giới thiệu sơ lƣợc về các nguyên tố nhĩm VA, đặc biệt là nitơ, photpho và các hợp chất 2 nguyên tố này. Tầm quan trọng của chúng trong cuộc sống và sản xuất.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV- HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Vị trí và cấu hình
electron nguyên tử:
GV: dựa vào phiếu học tập số 1, yêu cầu hs thảo luận sau đĩ phát biểu ý kiến:
-Dựa vào bảng tuần hồn cho biết nitơ chiếm vị trí nào?
-Viết cấu hình e của nguyên tử nitơ nhận xét về lớp e ngồi cùng, cơng thức cấu tạo của phân tử nitơ và nhận xét đặc điểm liên kết.
HS: Thảo luận nhĩm, trả lời
GV: quan sát, lắng nghe, đánh giá và kết luận. I- VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ -Vị trí nitơ: ơ thứ 7, chu kỳ 2, nhĩm VA. - Cấu hình e: 1s22s22p3 - Cấu tạo phân tử nitơ: * CTPT: N2.
* Cơng thức electron: N N * CTCT: N≡N
2 nguyên tử trong phân tử nitơ cĩ 3 liên kết cộng hĩa trị khơng cực.
Hoạt động 2: Tính chất vật lí:
GV: phát phiếu học tập số 2
GV: cho hs quan sát bình chứa khí nitơ và kết hợp sgk nhận xét về màu sắc, mùi vị, tỉ khối so với khơng khí, nhiệt độ hĩa lỏng, hĩa rắn, tính tan trong nƣớc, khả năng duy trì sự cháy, sự hơ hấp của khí nitơ.
HS: Quan sát, nhận xét GV: Làm thí nghiệm HS: Thảo luận, trả lời
II- TÍNH CHẤT VẬT LÍ:
Ở đk thƣờng:
- Là chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị.
- dN2/ kk = 28/29 hơi nhẹ hơn kk. - Hĩa lỏng ở -1960C, hĩa rắn ở - 2100C.
Tình huống 2: Tạo tình huống cĩ vấn đề khi tìm hiểu về sự khơng duy trì sự sống của khí Nitơ.
Bƣớc 1: GV đặt vấn đề: Nitơ khơng phải là một khí độc vậy khi thả một con châu chấu vào lọ đựng khí N2 thì sẽ cĩ hiện tƣợng gì xảy ra?
HS dự đốn: Con châu chấu vẫn hoạt động bình thƣờng.
Bƣớc 2: GV làm thí nghiệm thấy rằng: Ban đầu nĩ cử động bình thƣờng và sau đĩ yếu dần đi nhƣng khi thả nĩ ra ngồi thì sau một thời gian nĩ lại hoạt động trở lại bình thƣờng. Vậy vì sao khí N2 khơng phải là khí độc mà lại làm con chấu chấu hoạt động yếu đi?
Bƣớc 3: HS nghiên cứu và kết luận khí N2 khơng duy trì sự hơ hấp nên con châu chấu hoạt động yếu dần đi. GV kết luận: Khí nitơ khơng duy trì sự hơ hấp chứ khơng cĩ tính độc.
- Khơng duy trì sự cháy và sự sống.
Hoạt động 3: Tính chất hĩa học: GV nêu vấn đề: Nitơ là phi kim khá hoạt động (độ âm điện = 3), nhƣng ở 30000C nĩ vẫn chƣa bị phân hủy thành nitơ nguyên tử rõ rệt.
III- TÍNH CHẤT HĨA HỌC:
- Ở nhiệt độ thƣờng, nitơ khá trơ về mặt hĩa học. Cịn ở nhiệt độ cao,
GV: ở nhiệt độ cao, đặc biệt cĩ xúc tác, nitơ trở nên hoạt động hơn và cĩ thể td nhiều chất.
GV: Tình huống 1: Tại sao Nitơ là
một phi kim khá hoạt động nhưng ở điều kiện thường khí Nitơ lại tương đối trơ về mặt hĩa học?
HS: Dựa vào cấu tạo phân tử của Nitơ để giải thích
GV: hãy nêu số oxi hĩa của nitơ các chất sau: NH3, Mg3N2, N2, N2O, NO, NF3, NO2, HNO3? Hãy:
-Dựa vào số oxi hĩa nitơ trong đơn chất và hợp chất, hãy dự đốn tính chất hĩa học của đơn chất nitơ? HS: Nghiên cứu, trả lời
GV bổ sung: chủ yếu là tính oxi hĩa. GV dẫn dắt: vậy tính chất của nitơ
chúng ta cùng tìm hiểu:
đặc biệt cĩ xúc tác, nitơ trở nên hoạt động hơn và cĩ thể td nhiều chất.
- Tùy thuộc vào sự thay đổi số oxi hĩa, nitơ cĩ thể thể hiện tính khử hay tính oxi hĩa.( chủ yếu là tính oxi hĩa).
Hoạt động 4: Tính oxi hĩa:
GV: Yêu cầu hs viết ptpƣ của nitơ với Li, Mg. Ghi rõ điều kiện. Gọi tên sản phẩm.
GV: cho hs xác định số oxi hĩa của nitơ t
. Giải
1- Tính oxi hĩa:
a. Tác dụng với kim loại
Ví dụ:
0 0 +1 -3 6Li + N2 2Li3N Liti nitrua 0 0 +2 -3
thích. HS: trả lời
GV: lƣu ý Li tác dụng N2 ở nhiệt độ thƣờng.
GV: yêu cầu hs viết ptpƣ với hidro, xác định số oxi hĩa
.
HS: Nghiên cứ, trả lời
GV: yêu cầu hs kết luận tính chất hĩa học N2 khi tác dụng với kim loại và hidro.
HS: Thảo luận, trả lời
3Mg + N2 t0 Mg3N2 magiê nitrua b) Tác dụng với hidro: 0 0 -3 +1 3H2 + N2 0 450 , pcao C xtFe 2NH3 Hoạt động 5: Tính khử: 2 với O2 qua tranh vẽ: ở nhiệt độ khoảng 30000C(hoặc hồ quang điện, hoặc tia lửa đi
hợp trực tiếp với O2 tạo sản phẩm gì?gọi tên.
HS: Nghiên cứu, trả lời
GV: yêu cầu hs viết ptpƣ và xác định số oxi hĩa . GV: b nghịch. Và NO kết hợp dễ dàng O2 kk 2- Tính khử: Tác dụng với oxi: 0 0 +2-2 N2 + O2 0 3000 hoquangdien hay C 2NO. NO kết hợp dễ dàng với oxi: 2NO + O2 2NO2
tạo thành NO2.(màu nâu đỏ)
GV: cĩ 1 số oxit khác của nitơ nhƣ: N2O, N2O3, N2O5 chúng ko điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi.
GV: cho hs kết luận tính chất hĩa học của N2.
HS: trả lời
GV dẫn dắt: vậy dựa vào những tính chất trên chúng ta xem nitơ cĩ những ứng dụng nhƣ thế nào?
N2O, N2O3, N2O5 chúng ko điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi.
**Kết luận: N2 thể hiện tính khử khi td với nguyên tố cĩ dad lớn hơn (nhƣ O2), thể hiện tính oxi hĩa khi td với nguyên tố cĩ dad nhỏ hơn nhƣ(kim loại mạnh, H2).
Hoạt động 5: Ứng dụng:
GV: dựa vào kiến thức thực tế, tính chất đã học trên và tƣ liệu sgk cho biết ứng dụng quan trọng của nitơ? HS: Nghiên cứu, trả lời
GV bổ sung: là thành phần của protein, N2 cĩ t0sơi thấp nên dùng làm lạnh trong cơng nghiệp và trong phịng thí nghiệm.
GV: Nêu vấn đề
Tình huống 3: Tại sao N2 là một nguyên tố khá hoạt động lại được dùng để bảo quản máu, thực phẩm và các mẫu vật sinh học khác?
HS: nghiên cứu, trả lời
IV- Ứng dụng:
-Là thành phần cấu tạo nên protêin, thành phần dinh dƣỡng chính của thực vật.
- Cơng nghiệp:
* Tổng hợp NH3, sản xuất HNO3, phân đạm…
* Mơi trƣờng trơ trong luyện kim, thực phẩm, điện tử…
- Y tế: N2 lỏng: bảo quản mẫu máu, các mẫu vật sinh học khác…
Hoạt động 6: Trạng thái tự nhiên và điều chế:
V- Trạng thái tự nhiên:
GV: Trong tự nhiên nitơ ở đâu và các dạng tồn tại nĩ là gì?
GV: Ngƣời ta điều chế nitơ bằng cách nào?
HS: Nghiên cứu, trả lời
GV: dựa vào tính chất nào mà ngƣời ta sản xuất nitơ bằng pp chƣng cất phân đoạn.
GV: trình bày cách điều chế nitơ trong phịng thí nghiệm.
HS: nghiên cứu, trả lời
VI-Điều chế:
a) Trong cơng nghiệp:
chƣng cất phân đoạn khơng khí lỏng. b) Trong phịng thí nghiệm: NH4NO2 t0 N2 + 2H2O NH4Cl + NaNO2 t0 NaCl + N2 + 2H2O Hoạt động 7: củng cố:
Cho hs thực hiện phiếu học tập số 3:
4. Hƣớng dẫn về nhà: - Ra bài tập về nhà: 4,5 sgk
- Chuẩn bị bài: amoniac và muối amoni.
Phiếu học tập số 1:
- Dựa vào bảng tuần hồn cho biết nitơ chiếm vị trí nào? - Em hãy viết cấu hình electron của nguyên tử N
- Nhận xét về số electron lớp ngồi cùng (số electron độc thân), từ đĩ viết CT electron, CT cấu tạo của phân tử N2 (theo quy tắc bát tử).
Phiếu học tập số 2:
Em hãy cho biết trạng thái, màu sắc, mùi, vị, tính tan trong nƣớc của nitơ? - Tính tỷ khối dN2/k2 ? Từ đĩ cho biết N2 nặng hay nhẹ hơn khơng khí?
Phiếu học tập số 3: Trắc nghiệm: khoanh trịn vào 1 phƣơng án trả lời đúng:
1- Câu nào đúng?
A.N2 thể hiện tính khử khi tác dụng với H2, kim loại. B. N2 thể hiện tính oxi hĩa khi tác dụng với Cu. C. N2 thể hiện tính oxi hĩa khi tác dụng với O2.
D. N2 thể hiện tính oxi hĩa khi tác dụng với kim loại mạnh và hiđro, thể hiện tính khử khi tác dụng với O2.
2-Trong phịng thí nghiệm N2 tinh khiết đƣợc điều chế từ:
A.khơng khí B.NH4NO2 C.NH3 và O2 D.Tất cả đều đúng.
Giáo án 2:
Bài 8 : AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (Tiết 1)
I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức: Giúp học sinh hiểu:
Tính chất hố học của Amoniac
Vai trị quan trọng của Amoniac trong đời sống và trong kĩ thuật.
Học sinh biết phƣơng pháp điều chế Amoniac trong phịng thí nghiệm và cơng nghiệp.
2. Về kĩ năng:
Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính chất vật lí, hố học của amoniac
Vận dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng để giải thích các điều kiện kĩ thuật trong sản xuất amoniac.
Rèn luyện khả năng lập luận logic và khả năng viết các phƣơng trình trao đổi ion.
3. Về tình cảm, thái độ.
Nâng cao tình cảm yêu khoa học.
Cĩ ý thức gắn những hiểu biết về khoa học đối với đời sống.
II. CHUẨN BỊ
Dụng cụ, hố chất thí nghiệm tính tan của NH3, tác dụng với axit của NH3.
III. PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
Sử dụng kết hợp một số phƣơng pháp nhƣ: thuyết trình, nêu vấn đề, vấn đáp gợi mở...
IV. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG
2. Kiểm tra bài cũ:
a.Trình bày cấu tạo phân tử N2 .Vì sao ở điều kiện thƣờng N2 là một chất trơ? Ở điều kiện nào N2 trở nên hoạt động hơn?
b.Nêu những tính chất hố học đặc trƣng của N2 và dẫn ra những phản ứng hố học để minh hoạ.
3. Bài mới:
Đặt vấn đề : Trong các hợp chất của Nitơ thì NH3 là hợp chất cĩ ứng dụng thực tế lớn, từ NH3 sản xuất ra phân đạm, axit nitric ...Vậy NH3 cĩ cấu tạo phân tử thế nào, tính chất của NH3 ra sao ... ? Các nội dung này đƣợc nghiên cứu trong bài học hơm nay.
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt
HĐ 1: Tìm hiểu về cấu tạo phân tử amoniac
GV: Yêu cầu hs dựa vào cấu tạo nguyên tử N, H hãy mơ tả sự hình thành phân tử NH3.
- Viết cơng thức e, CTCT của phân tử NH3?
- Vì sao gĩc liên kết là 107o (mặc dù lai hố sp3)?
HS: Đọc SGK mơ tả cấu tạo phân tử NH3?
I. Cấu tạo phân tử.
- Nguyên tử N tạo thành 3 cặp e chung với 3 nguyên tử H.
- Trên nguyên tử N cịn một cặp e chƣa liên kết.
- Phân tử NH3 đƣợc biểu diễn bằng
cơng thức :
- Phân tử hình tháp đáy tam giác đều.
- Liên kết trong ptử là liên kết cộng hố trị cĩ cực, phân tử là phân tử cĩ cực.
HĐ 2: Tìm hiểu về tính chất vật lí của amoniac
GV: Cho HS quan sát lọ đựng NH3, yêu cầu xác định trạnh thái, màu sắc, mùi?
HS: Quan sát, trả lời
Tình huống 5: Tạo tình huống cĩ vấn đề khi nghiên cứu sự hịa tan của NH3 trong nước
Bƣớc 1: GV đặt vấn đề: Nạp đầy khí NH3 vào bình thủy tinh trong suốt, đậy bình bằng nút cao su cĩ ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua. Úp ngƣợc bình nhúng đầu ống thủy tinh vào một chậu thủy tinh chứa nƣớc cĩ pha thêm dung dịch phenolphalein. Yêu cầu HS dự đốn hiện tƣợng xảy ra. HS dự đốn khơng cĩ hiện tƣợng gì xảy ra.
Bƣớc 2: GV làm thí nghiệm và hiện tƣợng khơng nhƣ dự đốn →Xuất hiện mâu thuẫn nhận thức, làm cho HS nảy sinh hứng thú muốn tìm lời giải đáp: Tại sao nƣớc lại phun đƣợc vào trong bình và chuyển thành màu hồng? Tại sao NH3 lại tan nhiều trong nƣớc?
II. Tính chất vật lí.
- NH3 là chất khí khơng màu, mùi khai xốc, nhẹ hơn khơng khí.
- Khí NH3 tan nhiều trong nƣớc, tạo thành dung dịch cĩ tính kiềm yếu (1 lít H2O ở 20oC hồ tan 800 lít NH3).
- Phân tử phân cực do đĩ nĩ khơng những tan tốt trong nƣớc mà cịn tan tốt trong các dung mơi phân cực khác.
Bƣớc 3: Phát biếu vấn đề
- NH3 là một phân tử phân cực nên tan nhiều trong dung mơi phân cực (H2O).
- Nƣớc phun vào trong bình cĩ màu hồng là do NH3 tan trong nƣớc tạo mơi trƣờng bazơ nên làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng.
HĐ 3: Tìm hiểu về tính chất hĩa học
GV: Khi NH3 tan trong nƣớc tạo dung dịch kiềm. Viết phƣơng trình NH3 + H2O?
HS: Trả lời
GV: Vì sao NH3 là một bazơ yếu? Dùng chất chỉ thị nào để nhận ra NH3?
HS: Trả lời
Chú ý: Khơng viết cơng thức
NH4OH. GV: Làm thí nghiệm NH3 + HCl : - Vì sao NH3 dễ dàng kết hợp với H+? (nguyên tử N cịn cặp e chƣa liên kết, H+ cĩ opitan trống tạo liên kết cho nhận.)
HS: Nghiên cứu, trả lời
III. Tính chất hố học. 1. Tính bazơ yếu. a.Tác dụng với H2O Một phần nhỏ các phân tử NH3 kết hợp với H+ của H2O : NH3 + H2O NH4+ + H2O Ở 250 C Kb = 1,8 . 10-5 do đĩ NH3 là một bazơ yếu làm quỳ tím chuyển sang màu xanh, phenolphtalein chuyển sang màu hồng.
b. Tác dụng với axit.
NH3 kết hợp dễ dàng với H+ của dung dịch axit tạo nên muối amoni : 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4
NH3 + H+ NH4+
GV: tiến hành thí nghiệm : FeCl3 + dd NH3
AlCl3 + dd NH3
Học sinh quan sát hiện tƣợng và viết phƣơng trình phản ứng.
GV: Yêu cầu HS
- Xác định số oxi hố của N trong NH3? (-3)
- Các số oxi hố cĩ thể cĩ của N? (- 3, 0, +2, +4, +5).
HS: Nghiên cứu cho biết NH3 thể hiện tính khử nhƣ thế nào?
GV: Giới thiệu về phản ứng cháy của NH3 trong oxi và trong clo
HS: Viết phƣơng trình phản ứng và nêu điều kiện thí nghiệm
Phản ứng này dùng để nhận ra NH3 và ngƣợc lại.
c. Tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại kết tủa hidroxit
kim loại. Al3++3NH3+3H2OAl(OH)3+ NH4+ Fe2++2NH3+H2OFe(OH)2 + 2NH4+ 2. Tính khử. - NH3 cĩ tính khử vì N cĩ số oxi hố -3 là số oxi thấp nhất của N.
- So với H2S tính khử của NH3 yếu hơn.
a. Tác dụng với oxi.
- Cháy trong oxi N2, hơi nƣớc. 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O
- Đốt NH3 trong khơng khí cĩ xt Pt ở nhiệt độ 850-9000
C NO + H2O 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
b. Cháy trong Clo.
Amoniac tự bốc cháy trong khí Cl2 tạo khĩi trắng NH4Cl.